JP4351108B2 - Semの収差自動補正方法及び収差自動補正装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の一実施の形態例を示す構成図である。図において、1はSEMである。SEM1において、2は電子線を集束・偏向する電子光学系、3はSEMに関する各種の収差を補正するための収差補正装置、4は試料(図示せず)に電子線を結像させるための対物レンズ(OL)である。5は試料に入射した電子線により試料表面から放射される信号から画像を生成する画像生成装置である。
(1)軸ずれ補正
オペレータが収差補正の開始をコンピュータ10に指示すると、コンピュータ10はまず自動的に電子線の軸ずれを測定して補正する。この作業は、具体的には以下のように行なわれる。先ず、初期の状態で画像を得る。この画像をIfとする。次に、収差補正装置3の双極子電場(互いに反対になる電圧をもつ2つの極子によって作られる電場)の値を操作して、電子線の断面をある方向を向いた線の状態にした上で画像を得る。この画像をIuとする。更に、双極子電場の値を変えて電子線の断面がIuの時とは直角方向を向いた線の状態になるようにした上で画像を得る。この画像をIoとする。
(2)フォーカス合わせ
コンピュータ10は、軸ずれの補正に続いてフォーカス合わせソフトウェアにより自動的にフォーカス合わせを行なう。この作業は以下のように行なわれる。
(3)色収差補正
コンピュータ10はフォーカス合わせに続いて、色収差補正ソフトウェアを用いて自動的に色収差の補正を行なう。この作業は以下のように行なわれる。
(4)開口収差補正
開口収差補正は球面収差を含み、その他にレンズの中心からのずれに加えて方向成分を含む。コンピュータの開口収差補正ソフトウェアは、色収差補正に続いて、自動的に開口収差の補正を行なう。この作業は開口収差補正ソフトウェアを用いて以下のように行なわれる。
(1)パラメータの設定
オペレータが収差の視覚化を指示すると、コンピュータ10は、パラメータとして操作する対象のレンズ若しくは収差補正装置3の電場を入力するようオペレータに促す。オペレータは、操作する対象と操作する量を指定する。例えば、色収差を視覚化したいなら、オペレータは電子線の加速電圧を数十V増減するように指定する。また、二次・三次の開口収差を視覚化したい場合には、オペレータは収差補正装置3の四重極電場の値を増減するように指定する。
(2)画像の撮影
コンピュータ10は、初期状態で1枚の画像を取り込む。これをIfとする。更に、オペレータが指定した操作対象のレンズ若しくは収差補正装置3の電場を、オペレータが指定した量だけ増やして画像を取り込む。これをIuとする。更に、初期状態から、オペレータが指定した操作対象のレンズ若しくは収差補正装置3の電場を、オペレータが指定した量だけ減らして画像を取り込む。これをIoとする。
(3)電子線の断面の視覚化
前記したIf、Iu、Ioは、それぞれ撮影対象の試料の構造と電子線の断面形状を掛け合わせた情報となっているが、最初にオペレータによってIf、Iu、Ioをそれぞれフーリエ変換してFf、Fu、Foをそれぞれ得る。更にこれらの割り算を行ない、Fu/Ff、Fo/Ffを求める。次に、これらの割り算Fu/Ff、Fo/Ffのフーリエ変換をもう一度計算する(デコンボリーションする)と、これらはIu、Ioにおける電子線の断面図と見なすことができる。
2 電子光学系
3 収差補正装置
4 対物レンズ
5 画像生成装置
6 ケーブル
7 ケーブル
8 ケーブル
10 コンピュータ
11 表示部
Claims (6)
- 初期状態で得られる第1の画像と、電子線の断面がある方向を向いた線の状態にして得た第2の画像を得、更に第2の画像とは直角方向を向いた線の状態にして第3の画像を得、これら第2及び第3の画像に対して第1の画像を用いたデコンボリューションを行なうことによって電子線の軸ずれが画像の中心からどれだけずれているかを測定して、該ずれがなくなるようにSEMの対物レンズと収差補正装置の静電場にフィードバックをかける軸ずれ補正を行ない、
次に、軸ずれの補正に続いて初期状態から収差補正装置の四重極電場の値を変えて元の状態よりアンダーフォーカスの状態で第1の画像を得、次に元の状態よりオーバーフォーカスの状態で第2の画像を得、これらの画像に対して自己相関演算を行なってこの自己相関画像のピークの幅に基づいてフォーカスのずれ具合を測定し、収差補正装置の四重極電場若しくは静電場と四重極磁場にフィードバックをかけるフォーカス合わせ補正を行ない、
次に、初期状態から電子線の加速電圧を前後にすこしだけ振って2つの画像を得、加速電圧増減によって生じるフォーカスのずれを自己相関演算を行なってその結果に基づいて収差補正装置の静電場と四重極磁場にフィードバックかける色収差補正を行ない、
次に、初期状態で得られる第1の画像と、収差補正装置の四重極電場の値を変えて元の状態よりアンダーフォーカスの状態にして第2の画像を得、更に前記四重極電場の値を変えて元の状態よりオーバーフォーカス状態にして第3の画像を得、第2及び第3の画像に対して第1の画像を用いたデコンボリューションを行ない、その結果に基づいて開口収差が小さくなるように収差補正装置の四重極電場、六極電場、八極電場にフィードバックをかける開口収差補正を行なう、
ようにしたことを特徴とするSEMの収差自動補正方法。 - 走査電子顕微鏡と、
該走査電子顕微鏡の画像信号を入力するインタフェースと、
該走査電子顕微鏡を制御するインタフェースと、
該走査電子顕微鏡の収差を補正する収差補正装置を制御するインタフェースと、
これらインタフェースと接続され、各種の制御動作を行なうコンピュータと、
を具備し、
軸ずれを補正する軸ずれ補正手段と、焦点ずれを補正するフォーカス合わせ補正手段と、色収差を補正する色収差補正手段と、開口収差を補正する開口収差補正手段と、
をコンピュータ内部に持つことを特徴とするSEMの収差自動補正装置。 - 前記軸ずれ補正手段は、初期状態で得られる第1の画像と、電子線の断面がある方向を向いた線の状態にして得た第2の画像を得、更に第2の画像とは直角方向を向いた線の状態にして第3の画像を得、第2及び第3の画像に対して第1の画像を用いたデコンボリューションを行なうことによって電子線の軸ずれが画像の中心からどれだけずれているかを測定して、該ずれがなくなるようにSEMの対物レンズと収差補正装置の静電場にフィードバックをかける軸ずれ補正を行なうことを特徴とする請求項2記載のSEMの収差自動補正装置。
- 前記フォーカス合わせ補正手段は、軸ずれの補正に続いて初期状態から収差補正装置の収差補正装置の四重極電場の値を変えて元の状態よりアンダーフォーカスの状態で第1の画像を得、次に元の状態よりオーバーフォーカスの状態で第2の画像を得、これらの画像に対して自己相関演算を行なってこの自己相関画像のピークの幅に基づいてフォーカスのずれ具合を測定し、収差補正装置の四重極電場若しくは静電場と四重極磁場にフィードバックをかけるフォーカス合わせ補正を行なうことを特徴とする請求項2記載のSEMの収差自動補正装置。
- 前記色収差補正手段は、初期状態から電子線の加速電圧を前後にすこしだけ振って2つの画像を得、加速電圧増減によって生じるフォーカスのずれを自己相関演算を行なってその結果に基づいて収差補正装置の静電場と四重極磁場にフィードバックかける色収差補正を行なうことを特徴とする請求項2記載の収差自動補正装置。
- 前記開口収差補正手段は、初期状態で得られる第1の画像と、収差補正装置の四重極電場の値を変えて元の状態よりアンダーフォーカスの状態にして第2の画像を得、更に前記四重極電場の値を変えて元の状態よりオーバーフォーカス状態にして第3の画像を得、第2及び第3の画像に対して第1の画像を用いたデコンボリューションを行ない、その結果に基づいて開口収差が小さくなるように収差補正装置の四重極電場、六極電場、八極電場にフィードバックをかける開口収差補正を行なうことを特徴とする請求項2記載の収差自動補正装置。
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